(57)【要約】  フレームレートの低下を抑制して分解能を向上させる。  制御部１８は、送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、駆動信号を供給する振動子２ａを順次選択する。そして、画像生成部１４は、受信部１３によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の被検体内の画像データを生成する。そして、制御部１８は、連続して配置されるｍ個の振動子２ａの選択と、連続して配置されるｍ＋１個の振動子２ａの選択と、をフレーム毎に切り替えて実行する。そして、制御部１８は、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する２つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成する。
2011161989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力するｎ個（ｎ＞１）の振動子を並列配置して備える超音波探触子と、
ｎ個のうちの選択された振動子に駆動信号を供給する送信部と、
前記選択された振動子から出力される受信信号を受信する受信部と、
前記送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、前記駆動信号を供給する振動子を順次選択する制御部と、
前記受信部によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の前記被検体内の画像データを生成する画像処理部と、
を有し、
前記制御部は、連続して配置されるｍ個（ｍ＜ｎ）の振動子の選択と、連続して配置されるｍ＋１個の振動子の選択と、をフレーム毎に切り換えて実行し、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する２つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
少なくとも、前記連続する２つのフレームのうちの最新のフレームから、当該最新のフレームよりも２フレーム前までの画像データを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記最新のフレームの画像データと前記最新のフレームよりも２フレーム前の画像データとの画素の変化部分に対応する、前記合成画像データにおける画素の画素データについて、該画素に隣接する画素に対応する、前記最新フレームの１フレーム前の画像データにおける画素データに基づいて生成することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向両側に隣接する画素にそれぞれ対応する、前記最新のフレームの１フレーム前の画像データにおける画素データから補間して得たものとすることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向の何れかに隣接する画素に対応する、前記最新フレームの１フレーム前の画像データにおける画素データと同一にすることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記最新のフレームの画像データと前記最新のフレームよりも２フレーム前の画像データとの画素の変化のない部分に対応する、前記合成画像データにおける画素の画素データを、該画素に対応する前記最新のフレームの画像データにおける画素の画素データとすることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記最新のフレームの１フレーム前の画像データにおける、方位方向に隣接する２つの画素を判定対象画素として所定の相関条件を満たすか否かを判定し、該判定の結果、前記相関条件を満たすときは、前記合成画像データにおける、前記判定対象画素に対応する２つの画素間に配置される画素の画素データについて、該判定対象画素に関連する画素データに基づいて生成したものとすることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記相関条件として、前記判定対象画素の輝度差が所定の閾値以下であるか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体から伝播した反射超音波を受信することにより受信信号を出力するｎ個（ｎ＞１）の振動子を並列配置して備える超音波探触子を有する超音波診断装置に設けられたコンピュータに、
ｎ個のうちの選択された振動子に駆動信号を供給する送信機能と、
前記選択された振動子から出力される受信信号を受信する受信機能と、
前記送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、前記駆動信号を供給する振動子を順次選択するとともに、連続して配置されるｍ個（ｍ＜ｎ）の振動子の選択と、連続して配置されるｍ＋１個の振動子の選択と、をフレーム毎に切り換えて実行する制御機能と、
前記受信部によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の前記被検体内の画像データを生成するとともに、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する２つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成する画像処理機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多数の振動子（トランスデューサ）を一次元又は二次元状に配列して備える振動探触子（プローブ）を有し、多数の振動子のうちの連続配置される複数の振動子を選択し、この選択された振動子によって生体等の被検体に対してビームフォーミングによる超音波の送受信を行い、選択する振動子をずらしながら超音波の送受信を繰り返すことで所定範囲の走査（リニアスキャン）を行い、その走査結果得られたデータに基づいてフレーム毎のＢモードによる超音波画像を生成する超音波診断装置が知られている。【０００３】
ここで、図２６に示すように、ビームフォーミングにて生成された超音波ビームによって特定されるターゲット（フォーカスポイント）Ｔの間隔ｑの最小値は、振動子１００２ａの配置間隔ｐと等しい。つまり、認識できるターゲットＴの間隔ｑの最小値（方位分解能）は、振動子１００２ａの配置間隔ｐに依存している。そのため、上述したような超音波診断装置では、方位分解能を向上させるためには振動子の配置間隔を小さくすればよいが、物理的限界がある。【０００４】
そこで、従来の超音波診断装置では、選択するトランスデューサをずらしながら超音波の送受信を所定回数行った後、トランスデューサアレイ自体を配列方向に所定距離移動させ、同様にして所定回数の超音波の送受信を行い、このような送受信動作を１フレームにおいて複数回実行し、その結果得られた受信信号を合成して１フレームの画像データを生成するようにしたものがある（例えば、特許文献１）。【０００５】
また、図２７に示すように、超音波の送受信毎に選択する振動子１００２ａの数を奇数・偶数と交互に変更してターゲットＴをずらしながら走査を行うことも知られている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２９３７４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】（社）日本電子機械工業会編、「医用超音波機器ハンドブック」、コロナ社、ｐ．９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献に記載の超音波診断装置では、振動子の配置間隔はそのままで、ターゲットの間隔を小さくすることができるので、方位分解能を向上させることができるが、１フレームにおける超音波の送受信回数が多くなることからフレームレートが低下し、正確な診断を行う妨げとなってしまう。また、トランスデューサアレイを移動させるための複雑な機構及び装置が必要となり、コストがかかってしまう。【０００９】
また、図２７に示される技術においても、ターゲットＴの間隔ｑが振動子１００２ａの配置間隔ｐの半分となり、方位分解能を向上させることができるが、やはり、１フレームにおける超音波の送受信回数が多くなることからフレームレートが低下してしまう。【００１０】
本発明の課題は、フレームレートの低下を抑制しながら方位分解能を向上させることができる超音波診断装置及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、超音波診断装置において、
駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力するｎ個（ｎ＞１）の振動子を並列配置して備える超音波探触子と、
ｎ個のうちの選択された振動子に駆動信号を供給する送信部と、
前記選択された振動子から出力される受信信号を受信する受信部と、
前記送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、前記駆動信号を供給する振動子を順次選択する制御部と、
前記受信部によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の前記被検体内の画像データを生成する画像処理部と、
を有し、
前記制御部は、連続して配置されるｍ個（ｍ＜ｎ）の振動子の選択と、連続して配置されるｍ＋１個の振動子の選択と、をフレーム毎に切り換えて実行し、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する２つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成することを特徴とする。【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置において、
少なくとも、前記連続する２つのフレームのうちの最新のフレームから、当該最新のフレームよりも２フレーム前までの画像データを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記最新のフレームの画像データと前記最新のフレームよりも２フレーム前の画像データとの画素の変化部分に対応する、前記合成画像データにおける画素の画素データについて、該画素に隣接する画素に対応する、前記最新フレームの１フレーム前の画像データにおける画素データに基づいて生成することを特徴とする。【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記制御部は、前記合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向両側に隣接する画素にそれぞれ対応する、前記最新のフレームの１フレーム前の画像データにおける画素データから補間して得たものとすることを特徴とする。【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記制御部は、前記合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向の何れかに隣接する画素に対応する、前記最新フレームの１フレーム前の画像データにおける画素データと同一にすることを特徴とする。【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記制御部は、前記最新のフレームの画像データと前記最新のフレームよりも２フレーム前の画像データとの画素の変化のない部分に対応する、前記合成画像データにおける画素の画素データを、該画素に対応する前記最新のフレームの画像データにおける画素の画素データとすることを特徴とする。【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜４の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記制御部は、前記最新のフレームの１フレーム前の画像データにおける、方位方向に隣接する２つの画素を判定対象画素として所定の相関条件を満たすか否かを判定し、該判定の結果、前記相関条件を満たすときは、前記合成画像データにおける、前記判定対象画素に対応する２つの画素間に配置される画素の画素データについて、該判定対象画素に関連する画素データに基づいて生成したものとすることを特徴とする。【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の超音波診断装置において、
前記制御部は、前記相関条件として、前記判定対象画素の輝度差が所定の閾値以下であるか否かを判定することを特徴とする。【００１８】
請求項８に記載の発明は、駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体から伝播した反射超音波を受信することにより受信信号を出力するｎ個（ｎ＞１）の振動子を並列配置して備える超音波探触子を有する超音波診断装置に設けられたコンピュータに、
ｎ個のうちの選択された振動子に駆動信号を供給する送信機能と、
前記選択された振動子から出力される受信信号を受信する受信機能と、
前記送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、前記駆動信号を供給する振動子を順次選択するとともに、連続して配置されるｍ個（ｍ＜ｎ）の振動子の選択と、連続して配置されるｍ＋１個の振動子の選択と、をフレーム毎に切り換えて実行する制御機能と、
前記受信部によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の前記被検体内の画像データを生成するとともに、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する２つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成する画像処理機能と、
を実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フレームレートの低下を抑制しながら方位分解能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における超音波診断装置の外観構成を示す図である。
【図２】超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】超音波探触子に備えられた振動子の配置構成を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像データの生成手順について説明するための機能ブロック図である。
【図５】パルス送信処理について説明するフローチャートである。
【図６】パルス受信処理について説明するフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態における画像データ合成処理について説明するフローチャートである。
【図８】スキャン動作について説明する図である。
【図９】合成画像の生成について説明する図である。
【図１０】合成画像について説明する図である。
【図１１】合成画像について説明する図である。
【図１２】物体の移動と生成される画像データとの関係について説明する図である。
【図１３】合成画像の生成手順について説明する図である。
【図１４】合成画像の生成手順について説明する図である。
【図１５】合成画像の生成手順について説明する図である。
【図１６】合成画像について説明する図である。
【図１７】第２の実施の形態における画像データ合成処理について説明するフローチャートである。
【図１８】合成画像の生成手順について説明する図である。
【図１９】合成画像の生成手順について説明する図である。
【図２０】合成画像における画素の生成について説明する図である。
【図２１】合成画像の生成手順について説明する図である。
【図２２】第３の実施の形態における画像データ合成処理について説明するフローチャートである。
【図２３】合成画像について説明する図である。
【図２４】第４の実施の形態における画像データ合成処理について説明するフローチャートである。
【図２５】合成画像について説明する図である。
【図２６】従来の超音波診断装置の動作について説明する図である。
【図２７】従来の超音波診断装置の動作について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置Ｓは、図１及び図２に示すように、図示しない生体等の被検体に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体で反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信する超音波探触子２と、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子２にて受信された被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子２で生成された電気信号である受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する超音波診断装置本体１とを備えて構成している。
【００２３】
超音波探触子２は、圧電素子からなる振動子２ａを備えており、この振動子２ａは、図３に示すように、方位方向（走査方向あるいは上下方向）に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、ｎ個（例えば、１２８個）の振動子２ａを備えた超音波探触子２を用いている。なお、振動子２ａは、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子２ａの個数は、複数であれば任意に設定することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子２について、リニア走査方式を行うものを適用したが、セクタ走査方式を行うものやコンベックス走査方式を行うものを適用してもよい。
【００２４】
超音波診断装置本体１は、例えば、図２に示すように、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、画像生成部１４と、メモリ部１５と、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）１６と、表示部１７と、制御部１８とを備えて構成されている。
【００２５】
操作入力部１１は、例えば、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報等のデータの入力などを行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード等を備えており、操作信号を制御部１８に出力する。
【００２６】
送信部１２は、制御部１８の制御に従って、超音波探触子２にケーブル３を介して電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子２に送信超音波を発生させる回路である。また、送信部１２は、例えば、クロック発生回路、遅延回路、パルス発生回路を備えている。クロック発生回路は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。遅延回路は、駆動信号の送信タイミングを振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ駆動信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束を行うための回路である。パルス発生回路は、所定の周期で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。
【００２７】
受信部１３は、制御部１８の制御に従って、超音波探触子２からケーブル３を介して電気信号の受信信号を受信する回路である。受信部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に、予め設定された所定の増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をＡ／Ｄ変換するための回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成するための回路である。
【００２８】
画像生成部１４は、受信部１３からの音線データに対して対数増幅や包絡線検波処理などを実施し、Ｂモード画像データを生成する。このようにして生成されたＢモード画像データは、メモリ部１５に送信される。
【００２９】
メモリ部１５は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリによって構成されており、画像生成部１４から送信されたＢモード画像データをフレーム単位で記憶する。すなわち、フレーム画像データとして記憶することができる。メモリ部１５は、後述するように、奇数スキャンが実行されたフレームと偶数スキャンが実行されたフレームとに対応してそれぞれ２フレーム分のフレームバッファを備えており、このフレームバッファにフレーム画像データを記憶することができる。メモリ部１５に記憶されたフレーム画像データは、制御部１８によって読み出し可能とされている。また、メモリ部１５は、後述するように、制御部１８による合成画像データの生成の際の作業領域として使用される。そして、生成された合成画像データは、制御部１８の制御に従って、ＤＳＣ１６に送信される。
【００３０】
ＤＳＣ１６は、制御部１８によって生成された合成画像データをテレビジョン信号の走査方式による画像信号に変換し、表示部１７に出力する。
【００３１】
表示部１７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ及びプラズマディスプレイ等の表示装置である。表示部１７は、ＤＳＣ１６から出力された画像信号に従って表示画面上に画像の表示を行う。なお、表示装置に代えてプリンタ等の印刷装置等を適用してもよい。
【００３２】
制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラム等の各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置Ｓの各部の動作を集中制御する。
ＲＯＭは、半導体等の不揮発メモリ等により構成され、超音波診断装置Ｓに対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な、後述する、パルス送信処理、パルス受信処理、画像データ合成処理等の各種処理プログラムや、各種データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。
【００３３】
次に、以上のように構成された超音波診断装置Ｓによって、超音波探触子２からの受信信号に基づいて合成画像データを生成するための各部における機能について、図４を参照しながら説明する。
【００３４】
図４に示すように、受信部１３は、スイッチ１３ａ、奇数スキャン部１３ｂ、偶数スキャン部１３ｃを備えている。
【００３５】
スイッチ１３ａは、制御部１８の制御により受信信号の経路を切り替えるものである。受信部１３は、超音波探触子２から受信信号を受信すると、後述する奇数フレームか偶数フレームかによってスイッチ１３ａが何れかに切り替えられ、受信信号が奇数スキャン部１３ｂ又は偶数スキャン部１３ｃに送られ、音線データの生成が行われ、画像生成部１４に出力される。後述するように、奇数フレームと偶数フレームはフレーム毎に交互に実行されるので、スイッチ１３ａは、フレーム毎に交互に切り替わる。
【００３６】
画像生成部１４は、奇数スキャンＢモード画像生成部１４ａと偶数スキャンＢモード画像生成部１４ｂとを備え、それぞれにおいて受信部１３から出力された音線データを処理してＢモード画像データを生成する。すなわち、奇数スキャンＢモード画像生成部１４ａは、奇数スキャン部１３ｂから出力された音線データに基づいてＢモード画像データを生成し、偶数スキャンＢモード画像生成部１４ｂは、偶数スキャン部１３ｃから出力された音線データに基づいてＢモード画像データを生成する。そして、奇数スキャンＢモード画像生成部１４ａ及び偶数スキャンＢモード画像生成部１４ｂにおいて生成されたＢモード画像データは、メモリ部１５に出力される。
【００３７】
メモリ部１５は、奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａと偶数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ｂとを備え、それぞれにおいて画像生成部１４から出力されたＢモード画像データを記憶する。すなわち、奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａは、奇数スキャンＢモード画像生成部１４ａにおいて生成されたＢモード画像データを記憶し、偶数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ｂは、偶数スキャンＢモード画像生成部１４ｂにおいて生成されたＢモード画像データを記憶する。
奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａは、少なくとも２フレーム分のフレーム画像データを格納することができ、最新の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データと、最新の奇数フレームの１つ前の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データとが格納される。なお、後述するフレーム差分動き検出部１８ｃによる動き判定の精度を向上させるため、１つ前以前の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データをさらに格納できるようにしてもよい。
また、偶数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ｂは、少なくとも２フレーム分のフレーム画像データを格納することができ、最新の偶数フレームにおいて生成されたフレーム画像データと、最新の偶数フレームの１つ前の偶数フレームにおいて生成されたフレーム画像データとが格納される。なお、後述するフレーム差分動き検出部１８ｃによる動き判定の精度を向上させるため、１つ前以前の偶数フレームにおいて生成されたフレーム画像データをさらに格納できるようにしてもよい。
【００３８】
制御部１８は、奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａ、偶数スキャン上下データ相関検出部１８ｂ、フレーム差分動き検出部１８ｃ、補間データ方式選択部１８ｄ、補間データ選択部１８ｅ、画像データ合成部１８ｆを有している。これらの各部構成は、制御部１８におけるソフトウエアプログラムの実行により実現されるものである。なお、これらの各部構成を、ハードウエアにより実現することも可能である。
【００３９】
奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａは、最新のフレームが偶数フレームである場合に、当該最新の偶数フレームの直前の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データを奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａから読み出し、走査方向に隣接する２つの画素（判定対象画素）を抽出してこれらの相関を判定する。具体的には、奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａは、抽出した２つの画素の輝度差が所定の閾値未満であるか否かによって相関が強いか否かの判定を行う。この閾値については、例えば、輝度を２５６段階で表した場合には、「２０」としているが、相関が強いと判定しうる範囲であれば、どの値とすることも可能である。そして、奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａは、相関の判定結果を、補間データ方式選択部１８ｄに送る。この相関の判定は、最新の偶数フレームの直前の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データにおける全ての画素について行われる。
【００４０】
偶数スキャン上下データ相関検出部１８ｂは、最新のフレームが奇数フレームである場合に、当該最新の奇数フレームの直前の偶数フレームにおいて生成されたフレーム画像データを偶数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ｂから読み出し、走査方向に隣接する２つの画素（判定対象画素）を抽出してこれらの相関を判定する。具体的な判定方法については、奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａと同様であるため、説明を省略する。そして、偶数スキャン上下データ相関検出部１８ｂは、相関の判定結果を、補間データ方式選択部１８ｄに送る。この相関の判定は、最新の奇数フレームの直前の偶数フレームにおいて生成されたフレーム画像データにおける全ての画素について行われる。
【００４１】
フレーム差分動き検出部１８ｃは、最新のフレームのフレーム画像データと、最新のフレームの２つ前のフレームのフレーム画像データとを読み出して、同一座標上の画素同士を抽出し、これらの輝度差を比較して動き判定を行う。具体的には、例えば、最新のフレームが奇数フレームである場合には、奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａから、最新の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データと、最新の奇数フレームの１つ前の奇数フレーム（すなわち、最新のフレームの２つ前のフレーム）において生成されたフレーム画像データとが読み出され、同一座標上の画素同士が抽出される。そして、これらの画素の輝度差が所定の閾値未満であるか否かが判定されることによって、当該画素が移動したか否かの判定が行われる。この閾値については、例えば、「１５」としているが、画素が移動したと判定しうる範囲であれば、どの値とすることも可能である。そして、フレーム差分動き検出部１８ｃは、動き判定の結果を、補間データ方式選択部１８ｄに送る。この動き判定は、読み出されたフレーム画像データにおける全ての画素について行われる。
本実施の形態では、以上のようにして動き判定を行うが、動き判定の精度を向上させるために、最新のフレームと最新のフレームの２つ前のフレームとにおける画素の輝度差と、最新のフレームの２つ前のフレームと最新のフレームの４つ前のフレームとにおける画素の輝度差との両方を判定し、その判定結果に基づいて動き判定を行うようにしてもよい。また、同様にして、それ以前のフレーム間における画素の輝度差をさらに判定し、その判定結果を動き判定に使用するようにしてもよい。
【００４２】
補間データ方式選択部１８ｄは、奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａ、偶数スキャン上下データ相関検出部１８ｂ及びフレーム差分動き検出部１８ｃからのそれぞれの判定結果を受けて、後述する合成画像データを生成する際の、各画素の生成方法を選択し、その選択情報を補間データ選択部に送る。第１の実施の形態において、選択されうる画素の生成方法は、合成画像データが生成された際に対象となる画素（注目画素）の走査方向に隣接することとなる画素に対応する画素を、最新のフレームの１つ前のフレームのフレーム画像データから抽出して補間画素データを得るもの等である。
【００４３】
補間データ選択部１８ｅは、補間データ方式選択部１８ｄからの選択情報を受けて、奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａと偶数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ｂとから必要なフレーム画像データを読み出し、注目画素の生成に必要な画素の画素データを読み出したフレーム画像データから抽出し、注目画素の画素データを生成する。補間データ選択部１８ｅは、生成した画像データを画像データ合成部１８ｆに送る。
【００４４】
画像データ合成部１８ｆは、奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａと偶数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ｂとから、最新のフレームのフレーム画像データと、最新のフレームの１つ前のフレームのフレーム画像データとを読み出し、読み出した各フレーム画像データを合成して合成画像データを生成する。また、画像データ合成部１８ｆは、補間データ選択部１８ｅから送られた画素データがあるときは、当該画素データを合成画像データに書き込む。そして、以上のように生成された合成画像データは、ＤＳＣ１６を介して表示部１７に出力される。
【００４５】
次に、以上のようにして構成された超音波診断装置Ｓにおいて実行されるパルス送信処理について図５を参照しながら説明する。このパルス送信処理は、１フレームにおける走査を開始するときに実行される処理である。なお、図５は、定数ｍが奇数の場合に、走査方向に連続して配置されるｍ個の振動子２ａを駆動して走査を行うフレーム（奇数フレーム）と、走査方向に連続して配置されるｍ＋１個の振動子２ａを駆動して走査を行うフレーム（偶数フレーム）とを交互に行う場合の例を示すものであるが、定数ｍを偶数として、ｍ個の振動子２ａを駆動して走査を行うフレーム（偶数フレーム）と、ｍ＋１個の振動子２ａを駆動して走査を行うフレーム（奇数フレーム）とを交互に行う構成としてもよい。
【００４６】
先ず、制御部１８は、送信超音波の出力回数を示す変数ａに１をセットし（ステップＳ１０１）、今回のフレームが奇数フレームか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、奇数フレームとは、所定の奇数個（図５に示す例ではｍ個）の振動子２ａを駆動して走査を行うフレームであり、偶数フレームとは、奇数フレームにおいて駆動する振動子２ａよりも１つ多い（又は少ない）（図５に示す例ではｍ＋１個）振動子２ａを駆動して走査を行うフレームである。
【００４７】
制御部１８は、ステップＳ１０２において、奇数フレームであると判定したときは（ステップＳ１０２：Ｙ）、変数ａに対応する［ａ］番目の位置に配置された振動子２ａから［ａ＋ｍ−１］番目に配置された振動子２ａまでの経路をＯＮにして送信部１２のパルス発生回路に導通させる（ステップＳ１０３）。すなわち、制御部１８は、変数ａに対応する位置にある振動子２ａを含めて走査方向に連続して配置されるｍ個（ｍは奇数）の振動子２ａと、パルス発生回路とを導通させる。図３を参照して具体的に説明すると、例えば、出力回数が３回目であって、１回の送信超音波の出力につき駆動する振動子２ａを（ｍ＝３）個としたときは、３番目〜５番目の振動子２ａとパルス発生回路とが導通される。そして、パルス発生回路と導通された振動子２ａは、パルス発生回路によるパルス信号の出力に応じてそれぞれ所定のタイミングで送信超音波を出力し、送信ビームが形成されることとなる。なお、定数ｍは超音波探触子２に設けられた振動子２ａの数（ｎ個）よりも小さければ任意に設定することができる。
【００４８】
次に、制御部１８は、変数ａが［ｎ−ｍ＋１］と等しいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、制御部１８は、ｎ番目に配列された振動子２ａを含むｍ個の振動子２ａが駆動されて出力される、１フレームにおける最後の送信ビームであるか否かを判定する。制御部１８は、１フレームにおける最後の送信ビームの出力であると判定したときは（ステップＳ１０４：Ｙ）、この処理を終了する一方、１フレームにおける最後の送信ビームの出力であると判定しないときは（ステップＳ１０４：Ｎ）、ステップＳ１０７の処理に移行する。
【００４９】
また、制御部１８は、ステップＳ１０２において、奇数フレームであると判定しないとき、すなわち、偶数フレームであるときは（ステップＳ１０２：Ｎ）、変数ａに対応する［ａ］番目の位置に配置された振動子２ａから［ａ＋ｍ］番目に配置された振動子２ａまでの経路をＯＮにして送信部１２のパルス発生回路に導通させる（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部１８は、変数ａに対応する位置にある振動子２ａを含めて走査方向に連続して配置される［ｍ＋１］個の振動子２ａと、パルス発生回路とを導通させる。そして、パルス発生回路と導通された振動子２ａは、パルス発生回路によるパルス信号の出力に応じてそれぞれ所定のタイミングで送信超音波を出力し、送信ビームが形成されることとなる。
【００５０】
次に、制御部１８は、変数ａが［ｎ−ｍ］と等しいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。すなわち、制御部１８は、ｎ番目に配列された振動子２ａを含む［ｍ＋１］個の振動子２ａが駆動されて出力される、１フレームにおける最後の送信ビームであるか否かを判定する。制御部１８は、１フレームにおける最後の送信ビームの出力であると判定したときは（ステップＳ１０６：Ｙ）、この処理を終了する一方、１フレームにおける最後の送信ビームの出力であると判定しないときは（ステップＳ１０６：Ｎ）、ステップＳ１０７の処理に移行する。
【００５１】
制御部１８は、ステップＳ１０７において、所定時間（ｔ）の経過を待って（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０８の処理に移行する。この時間（ｔ）は、送信部１２のパルス発生回路によってパルス信号が発生する周期に設定されている。そして、制御部１８は、変数ａに１を加えた後（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２の処理に移行する。
【００５２】
次に、パルス受信処理について図６を参照しながら説明する。このパルス受信処理は、１フレームにおける走査を開始するときに実行される処理である。
【００５３】
先ず、制御部１８は、今回のフレームが奇数フレームであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。制御部１８は、奇数フレームであると判定したときは（ステップＳ２０１：Ｙ）、超音波探触子２からの受信信号が奇数スキャン部１３ｂに入力されるように、受信部１３のスイッチ１３ａを切り替える（ステップＳ２０２）。一方、制御部１８は、奇数フレームであると判定しないとき、すなわち、偶数フレームであると判定したときは（ステップＳ２０１：Ｎ）、超音波探触子２からの受信信号が偶数スキャン部１３ｃに入力されるように、受信部１３のスイッチ１３ａを切り替える（ステップＳ２０３）。そして、制御部１８は、１フレーム分の走査が完了するのを待って（ステップＳ２０４）、この処理を終了する。すなわち、１フレームにおける最後の送信ビームの出力に基づく受信信号の入力が完了したときに、この処理が終了することとなる。
【００５４】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る画像データ合成処理について図７を参照しながら説明する。この画像データ合成処理は、最新のフレームのフレーム画像データがメモリ部１５に格納されたときに実行される処理である。ここで、最新のフレームとは、合成画像データを作成する基となる連続する２つのフレームのうち最新のフレームのことであって、通常は、画像データ合成処理を行う時点において、フレーム画像データがメモリ部１５に格納されているフレームの中の最新のフレームが該当するが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、合成画像データを作成する際に、合成画像データを作成する基となるフレームよりも後から得られたフレーム画像データがメモリ部１５に既に保存されていてもよい。なお、第１の実施の形態では、奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａ及び偶数スキャン上下データ相関検出部１８ｂは機能せず、フレーム差分動き検出部１８ｃのみによって補間データ方式選択部１８ｄによる画素の生成方法の選択を行う。
【００５５】
先ず、制御部１８は、メモリ部１５における合成画像データを作成するための作業領域を参照し、判定の対象の画素である注目画素の画素データの対象が最新のフレームのフレーム画像データにおける画素データであるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。
【００５６】
制御部１８は、注目画素の画素データの対象が最新のフレームのフレーム画像データにおける画素データであると判定しないときは（ステップＳ３０１：Ｎ）、当該注目画素の画素データとして、最新のフレームの１つ前のフレーム（例えば、最新のフレームが奇数フレームの場合にあっては、最新のフレームの直前の偶数フレーム）のフレーム画像データにおける画素データを使用する（ステップＳ３０２）。すなわち、制御部１８は、画像データ合成部１８ｆの機能によって、最新のフレームの１つ前のフレームのフレーム画像データをメモリ部１５から読み出し、当該注目画素と一致する座標の画素の画素データを抽出し、メモリ部１５の作業領域に、抽出された画素データを書き込む。
【００５７】
一方、制御部１８は、注目画素の画素データの対象が最新のフレームのフレーム画像データにおける画素データであると判定したときは（ステップＳ３０１：Ｙ）、フレーム差分動き検出部１８ｃの機能により、最新のフレームのフレーム画像データにおける画素データと、最新のフレームの２つ前のフレーム（例えば、最新のフレームが奇数フレームの場合にあっては、最新のフレームの直前の奇数フレーム）のフレーム画像データにおける画素データとの輝度差を検出して動き判定を行う（ステップＳ３０３）。
【００５８】
そして、制御部１８は、動き判定の結果、当該注目画素に動きがなかったか否か、すなわち、静止状態であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。制御部１８は、静止状態であると判定したときは（ステップＳ３０４：Ｙ）、最新のフレームのフレーム画像データにおける画素データを使用する（ステップＳ３０５）。すなわち、制御部１８は、画像データ合成部１８ｆの機能によって、最新のフレームのフレーム画像データをメモリ部１５から読み出し、当該注目画素と一致する座標の画素の画素データを抽出し、メモリ部１５の作業領域に、抽出された画素データを書き込む。なお、ステップＳ３０５においては、最新のフレームの画像データを使用する代わりに、最新のフレームの２つ前のフレームの画像データを使用してもよいし、最新のフレームの画像データと最新のフレームの２つ前のフレームの画像データの平均値等を使用してもよい。
【００５９】
一方、制御部１８は、ステップＳ３０４において、静止状態であると判定しないとき、すなわち、画素に動きがあるときは（ステップＳ３０４：Ｎ）、補間データ方式選択部１８ｄ及び補間データ選択部１８ｅの機能により、最新のフレームの１つ前のフレームのフレーム画像データから注目画素の上下方向（走査方向）に隣接する画素に対応する画素の画素データを抽出し、各画素データの平均を求めて生成した補間データをメモリ部１５の作業領域に書き込む（ステップＳ３０６）。
【００６０】
そして、制御部１８は、全ての画素について合成が完了したか否かを判定し（ステップＳ３０７）、合成が完了したと判定したときは（ステップＳ３０７：Ｙ）、この処理を終了する。一方、制御部１８は、合成が完了したと判定しないときは（ステップＳ３０７：Ｎ）、注目画素を未処理の画素に移行させた後（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０１の処理に移行する。
【００６１】
次に、上述のようにして構成された超音波診断装置Ｓにおける走査の態様及び合成画像データの生成過程について説明する。
【００６２】
本発明の実施の形態では、図８Ａに示すように、奇数フレームである１フレーム目が開始されると、最初に１〜３番目の３つの振動子２ａが駆動され、ターゲットを「ａ−ＯＤＤ」として送信超音波が出力される。続いて、２〜４番目の振動子２ａが駆動され、ターゲットを「ｂ−ＯＤＤ」として送信超音波が出力される。以下同様にして、（ｎ−２）〜ｎ番目の振動子２ａの駆動による送信超音波の出力が行われるまで、駆動される振動子２ａをずらしながら走査が行われる。この走査によって生成される「ａ−ＯＤＤ（１）」〜「Ｎ−ＯＤＤ（１）」の各音線データにより構成されるフレーム画像データは、図８Ｅに示されるようになる。
【００６３】
そして、図８Ｂに示すように、偶数フレームである２フレーム目が開始されると、最初に１〜４番目の４つの振動子２ａが駆動されて、ターゲット「ａ−ＥＶＥＮ」として送信超音波が出力される。なお、このターゲット位置は、「ａ−ＯＤＤ」と「ｂ−ＯＤＤ」の中間となる。続いて、２〜５番目の振動子２ａが駆動され、ターゲットを「ｂ−ＥＶＥＮ」として送信超音波が出力される。以下同様にして、（ｎ−３）〜ｎ番目の振動子２ａの駆動による送信超音波の出力が行われるまで、駆動される振動子２ａをずらしながら走査が行われる。この走査によって生成される「ａ−ＥＶＥＮ（２）」〜「（Ｎ−１）−ＥＶＥＮ（２）」の各音線データにより構成されるフレーム画像データは、図８Ｆに示されるようになる。
【００６４】
続いて、奇数フレームである３フレーム目では、図８Ｃに示すように、１フレーム目と同様にして走査が行われ、図８Ｇに示されるようなフレーム画像データが生成される。
そして、偶数フレームである４フレーム目では、図８Ｄに示すように、２フレーム目と同様にして走査が行われ、図８Ｈに示されるようなフレーム画像データが生成される。
以下、５フレーム目以降も同様の手順により順次フレーム画像データが生成される。
【００６５】
このようにして生成されたフレーム画像データは、図９に示すような態様にて合成され、合成画像データが生成される。すなわち、最初に、２フレーム目のフレーム画像データが生成されると、図９Ａに示される１フレーム目のフレーム画像データにおける各音線データと、図９Ｂに示される２フレーム目のフレーム画像データにおける各音線データとが交互に重ね合わさって、図９Ｅに示されるような合成画像データが生成される。そして、３フレーム目のフレーム画像データが生成されると、図９Ｂに示される２フレーム目のフレーム画像データにおける各音線データと、図９Ｃに示される３フレーム目のフレーム画像データにおける各音線データとが交互に重ね合わさって、図９Ｆに示されるような合成画像データが生成される。そして、４フレーム目のフレーム画像データが生成されると、図９Ｃに示される３フレーム目のフレーム画像データにおける各音線データと、図９Ｄに示される４フレーム目のフレーム画像データにおける各音線データとが交互に重ね合わさって、図９Ｇに示されるような合成画像データが生成される。
【００６６】
このようにして生成された合成画像データのターゲットのピッチは、各フレーム画像データにおけるターゲットのピッチの１／２となり方位分解能が向上する。また、各フレームのフレーム画像データが生成される毎に合成画像データを生成するため、フレームレートの低下が抑制される。
【００６７】
次に、上述のようにして生成される合成画像データについて具体的に説明する。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、実際の物体の位置を示しており、図１０Ｂは、図１０Ａの１フレーム後における状態を示している。また、図１０Ｃ及び図１０Ｄは、それぞれ、図１０Ａ及び図１０Ｂの状態においてそれぞれ生成されたフレーム画像データを表しており、図１０Ｅは、図１０Ｃ及び図１０Ｄに示されるフレーム画像データを合成した結果である合成画像データを表している。
また、図１１Ａ及び図１１Ｂは、実際の物体の位置を示しており、図１１Ｂは、図１１Ａの１フレーム後における状態を示している。また、図１１Ｃ及び図１１Ｄは、それぞれ、図１１Ａ及び図１１Ｂの状態においてそれぞれ生成されたフレーム画像データを表しており、図１１Ｅは、図１１Ｃ及び図１１Ｄに示されるフレーム画像データを合成した結果である合成画像データを表している。
【００６８】
図１０に示される例では、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、物体は１フレーム間静止状態となっている。そのため、各フレームにおいて取得されるフレーム画像データを合成して合成画像データを生成したときは、図１０Ｅに示すように、実際の物体とほぼ同一の形状を表す合成画像データを得ることができる。
【００６９】
ところが、図１１に示される例では、図１１Ａ及び図１１Ｂに示されるように、物体は１フレームの間に移動している。このため、図１１Ｃにおける物体の画像と、図１１Ｄにおける物体の画像とで、位置ずれが生じているので、各フレームにおいて取得されるフレーム画像データを単に合成して合成画像データを生成したときには、図１１Ｅに示すように、櫛状のノイズ（コーミングノイズ）が発生してしまう。
【００７０】
そこで、第１の実施の形態では、上述した構成によって合成画像データを生成することで櫛状ノイズの発生を抑制するようにしている。以下、図１２〜図１６を参照しながら具体的に説明する。
【００７１】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、それぞれ実際の物体の位置を示している。そして、図１２Ｂは、図１２Ａの１フレーム後における状態を示しており、図１２Ｃは、図１２Ｂの１フレーム後における状態を示している。また、図１２Ｄ、図１２Ｅ及び図１２Ｆは、それぞれ、図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃの状態においてそれぞれ生成されたフレーム画像データを表している。
そして、図１２に示されるように、図１２Ａの状態から１フレームの間、物体は移動せず、図１２Ｂの状態となり、また、図１２Ｂの状態から１フレームの間、物体は移動しており、図１２Ｃの状態となっている。
なお、図１２Ａ及び図１２Ｃは奇数フレームとし、図１２Ｂは偶数フレームとして説明する。
【００７２】
そして、図１２中、破線Ａで囲まれた部分における合成画像データの生成は、図１３に示すような態様にて行われる。
ここで、１フレーム目の破線Ａ部分におけるフレーム画像の画素データは、１，３，１３，１５番目のターゲットにおける画素が黒で、５，７，９，１１番目のターゲットにおける画素が白となっている。
また、２フレーム目の破線Ａ部分におけるフレーム画像の画素データは、２，４，１２，１４，１６番目のターゲットおける画素が黒で、６，８，１０番目のターゲットにおける画素が白となっている。
また、３フレーム目の破線Ａ部分におけるフレーム画像の画素データは、１，３，５，７，９，１１，１３，１５番目のターゲットにおける画素の何れも黒となっている。
【００７３】
先ず、１フレーム目と３フレーム目のフレーム画像データを画素毎に比較し、輝度差に基づいて動きのある画素を抽出する。すなわち、図１３に示すように、破線Ａ部分において、動きの生じた画素は、５，７，９，１１番目のターゲットの画素となる。
そして、合成画像データの生成時において、動きの生じた画素以外の画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける画素の画素データと３フレーム目のフレーム画像データにおける画素の画素データをそのまま合成画像データに適用する。
また、動きの生じた画素については、合成画像データが生成された際に当該画素の走査方向に隣接することとなる画素に対応する画素の画素データから補間画素データを得て、これを合成画像データに適用するようにしている。すなわち、例えば、５番目のターゲットの画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける、４番目と６番目のターゲットの画素の各画素データの平均を求めることによって補間画素データを得、これを合成画像データにおける５番目のターゲットの画素の画素データとして適用する。よって、５番目のターゲットの画素はグレーとなる。７，９，１１番目のターゲットの画素についても同様にして補間画素データを得る。
【００７４】
また、図１２中、破線Ｂで囲まれた部分における合成画像データの生成は、図１４に示すような態様にて行われる。
ここで、１フレーム目の破線Ｂ部分におけるフレーム画像の画素データは、１，３，１３，１５番目のターゲットにおける画素が黒で、５，７，９，１１番目のターゲットにおける画素が白となっている。
また、２フレーム目の破線Ｂ部分におけるフレーム画像の画素データは、２，４，１２，１４，１６番目のターゲットにおける画素が黒で、６，８，１０番目のターゲットにおける画素が白となっている。
また、３フレーム目の破線Ｂ部分におけるフレーム画像の画素データは、１，３，１３，１５番目のターゲットにおける画素が黒で、５，７，９，１１番目のターゲットにおける画素が白となっている。
【００７５】
同様に、１フレーム目と３フレーム目のフレーム画像データを画素毎に比較し、輝度差に基づいて動きのある画素を抽出する。破線Ｂで囲まれた部分については、動きのある画素は検出されないので、合成画像データの生成時において、１〜１６番目のターゲットの画素の全てについて、２フレーム目のフレーム画像データにおける画素の画素データと３フレーム目のフレーム画像データにおける画素の画素データをそのまま合成画像データに適用する。
【００７６】
また、図１２中、破線Ｃで囲まれた部分における合成画像データの生成は、図１５に示すような態様にて行われる。
ここで、１フレーム目の破線Ｃ部分におけるフレーム画像の画素データは、１，３，５，７，９，１１，１３，１５番目のターゲットにおける画素の何れも黒となっている。
また、２フレーム目の破線Ｃ部分におけるフレーム画像の画素データは、２，４，６，８，１０，１２，１４，１６番目のターゲットおける画素の何れも黒となっている。
また、３フレーム目の破線Ｃ部分におけるフレーム画像の画素データは、１，３，１３，１５番目のターゲットにおける画素が黒で、５，７，９，１１番目のターゲットにおける画素が白となっている。
【００７７】
同様に、１フレーム目と３フレーム目のフレーム画像データを画素毎に比較し、輝度差に基づいて動きのある画素を抽出する。すなわち、図１５に示すように、破線Ｃ部分において、動きの生じた画素は、５，７，９，１１番目のターゲットの画素となる。そして、図１３において上述したようにして合成画像データの生成を行う。
【００７８】
以上のような処理を行って、図１６に示されるような合成画像データが生成される。
その結果、図１１Ｅに示されるような櫛型のノイズは発生せず、アーチファクトの低減が図れるようになる。
【００７９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態における画像データ合成処理に相違点がある以外、第１の実施の形態と同様であるため、第２の実施の形態に係る画像データ合成処理について説明し、他の構成についての説明は省略する。
【００８０】
第２の実施の形態に係る画像データ合成処理について図１７を参照しながら説明する。なお、第２の実施の形態では、奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａ、偶数スキャン上下データ相関検出部１８ｂ及びフレーム差分動き検出部１８ｃによって補間データ方式選択部１８ｄによる画素の生成方法の選択を行う。
【００８１】
先ず、制御部１８は、第１の実施の形態と同様に、注目画素の画素データの対象が最新のフレームのフレーム画像データにおける画素データであるか否かを判定し（ステップＳ４０１）、注目画素の画素データの対象が最新のフレームのフレーム画像データにおける画素データであると判定しないときは（ステップＳ４０１：Ｎ）、当該注目画素の画素データとして、最新のフレームの１つ前のフレームのフレーム画像データにおける画素データを使用する（ステップＳ４０２）。
【００８２】
一方、制御部１８は、注目画素の画素データの対象が最新のフレームのフレーム画像データにおける画素データであると判定したときは（ステップＳ４０１：Ｙ）、奇数スキャン上下データ相関検出部１８ａ及び偶数スキャン上下データ相関検出部１８ｂの機能により、最新のフレームの１つ前のフレームのフレーム画像データから注目画素の上下方向（走査方向）に隣接する画素に対応する画素の画素データ（上下画素データ）を抽出し、上述したようにして、抽出した画素間の輝度差を検出する（ステップＳ４０３）。
【００８３】
そして、制御部１８は、輝度差の検出結果、抽出した上下画素データにおける相関が強いか否かを判定する（ステップＳ４０４）。
【００８４】
制御部１８は、上下画素データにおける相関が強いと判定したときは（ステップＳ４０４：Ｙ）、補間データ方式選択部１８ｄ及び補間データ選択部１８ｅの機能により、上下画素データの平均を求めて生成した補間データを、注目画素の画素データとして、メモリ部１５の作業領域に書き込む（ステップＳ４０５）。一方、制御部１８は、上下画素データにおける相関が強いと判定しないときは（ステップＳ４０４：Ｎ）、ステップＳ４０６以降の処理を実行する。ステップＳ４０６以降の処理の内容は、図７のステップＳ３０３〜ステップＳ３０８の処理の内容と同様であるため、説明を省略する。
【００８５】
次に、第２の実施の形態における合成画像データの生成過程について、図１８〜図２１を参照しながら具体的に説明する。なお、フレーム画像データの取得条件や、説明に用いる合成画像データにおける画素の位置については、図１２の説明と同様とする。
【００８６】
第２の実施の形態では、図１２中、破線Ａで囲まれた部分における合成画像データの生成は、図１８に示される態様にて行われる。
【００８７】
先ず、注目画素に対して上下方向に隣接する画素に対応する画素の画素データである上下画素データを抽出する。すなわち、例えば、注目画素が３番目のターゲットの画素であれば、上下画素データとして抽出される画素データは、２フレーム目のフレーム画像データにおける、２番目と４番目のターゲットの画素の画素データとなる。また、注目画素が５番目のターゲットの画素であれば、上下画素データとして抽出される画素データは、２フレーム目のフレーム画像データにおける、４番目と６番目のターゲットの画素の画素データとなる。
そして、上下画素データの輝度差を検出して相関の強さを判定し、相関が強い場合は、上下画素データから補間画素データを得て、これを注目画素の画素データとして合成画像データに適用するようにしている。すなわち、例えば、３番目のターゲットの画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける、２番目と４番目のターゲットの画素の各画素データの相関が強いため、これらの画素データの平均を求めることによって補間画素データを得、これを合成画像データにおける３番目のターゲットの画素の画素データとして適用する。
一方、上下画素データの相関が強くない場合は、さらに、注目画素について動きが生じたか否かを判定する。なお、動き判定の方法については、第１の実施の形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。例えば、５番目のターゲットの画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける、４番目と６番目のターゲットの画素の各画素データの相関が強くない（低い）ため、注目画素について動き判定を行う。そして、注目画素について動きが生じているので、上下画像データの平均を求めて補間画素データを得、これを合成画像データにおける５番目のターゲットの画素の画素データとして適用する。よって、５番目のターゲットの画素はグレーとなる。
【００８８】
また、図１２中、破線Ｂでかこまれた部分における合成画像データの生成は、図１９に示すように、同様の過程によって合成画像データの生成を行う。
ここで、図１９中、「Ｄａｔａ  Ａ」及び「Ｄａｔａ  Ｂ」で示された画素については、図２０Ａに示すようにして画素データを得る。すなわち、図１９中、「Ｄａｔａ  Ａ」で示された、注目画素が５番目のターゲットの画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける、４番目と６番目のターゲットの画素の各画素データの相関が低いため、注目画素について動き判定を行う。そして、注目画素について動きがないので、３フレーム目のフレーム画像データにおける画素（図２０Ａ中、「１」で示された画素）の画素データをそのまま合成画像データに適用する。図１９中、「Ｄａｔａ  Ｂ」に示された、注目画素が１１番目のターゲットの画素についても同様にして画素データを得る。
【００８９】
なお、「Ｄａｔａ  Ａ」及び「Ｄａｔａ  Ｂ」で示された画素の画素データについては、図２０Ａの他、図２０Ｂ及び図２０Ｃに示されるような態様としても同様の結果が得られる。すなわち、図２０Ｂに示される態様では、１フレーム目のフレーム画像データにおける画素（図２０Ｂ中、「０」で示された画素）の画素データをそのまま合成画像データに適用する。また、図２０Ｃに示される態様では、１フレーム目のフレーム画像データにおける画素（図２０Ｃ中、「０」で示された画素）の画素データと３フレーム目のフレーム画像データにおける画素（図２０Ｃ中、「１」で示された画素）の画素データとを平均して得たものを合成画像データに適用する。
【００９０】
また、図１２中、破線Ｃでかこまれた部分における合成画像データの生成は、図２１に示すように、上述したのと同様の過程によって合成画像データの生成を行う。
なお、フレーム画像の上端部である１番目のターゲットの画素については、第１の実施の形態において示されたような、輝度差分による動き検出を行って画素データの生成を行うようにしているが、２フレーム目のフレーム画像データにおける２番目のターゲットの画素の画素データを適用するようにしてもよい。また、最新のフレームが偶数フレームである場合、フレーム画像の下端部である１６番目のターゲットの画素については、最新フレームの１つ前のフレームである奇数フレームにおける１５番目のターゲットの画素の画素データを適用するようにしてもよい。
【００９１】
以上のように、第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の結果が得られる。
【００９２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本発明の第３の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態における画像データ合成処理に相違点がある以外、第１及び第２の実施の形態と同様であるため、第３の実施の形態に係る画像データ合成処理について説明し、他の構成についての説明は省略する。
【００９３】
第３の実施の形態に係る画像データ合成処理について図２２を参照しながら説明する。ここでは、第２の実施の形態に係る画像データ合成処理と相違するステップＳ４０５ａ及びステップＳ４０９ａについて説明し、他のステップにおける処理については、第２の実施の形態に係る画像データ合成処理と同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
制御部１８は、ステップＳ４０５ａにおいて、上下画素データのうちの上側の画素データを補間データとしてメモリ部１５の作業領域に書き込む（ステップＳ４０５ａ）。すなわち、図１８を参照して例示すると、注目画素が３番目のターゲットの画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける２番目と４番目のターゲットの画素の各画素データ（上下画素データ）のうちの、２番目のターゲットの画素の画素データがそのまま３番目のターゲットの画素の画素データとして適用される。
【００９５】
また、制御部１８は、ステップＳ４０９ａにおいても同様に、上下画素データのうちの上側の画素データを補間データとしてメモリ部１５の作業領域に書き込む（ステップＳ４０９ａ）。すなわち、図１８を参照して例示すると、注目画素が５番目のターゲットの画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける４番目と６番目のターゲットの画素の各画素データ（上下画素データ）のうちの、４番目のターゲットの画素の画素データがそのまま５番目のターゲットの画素の画素データとして適用される。よって、第３の実施の形態では、５番目のターゲットの画素は黒となる。一方、１１番目のターゲットの画素については、同様の処理を行った結果、白となる。
なお、ステップＳ４０９ａに代えて、図１７に示される画像データ合成処理のステップＳ４０９を実行するようにしてもよい。
【００９６】
以上のような処理を行うことにより、図２３に示されるような合成画像データが生成される。
このように、第３の実施の形態によれば、櫛型のノイズは発生せず、アーチファクトの低減が図れるようになる。また、上下画素データの平均によって補間データを得るよりも処理負担の軽減、あるいは、ハードウエアにより実現した場合には、回路構成の簡素化が可能となり、コストの低減を図ることができる。
【００９７】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本発明の第４の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態における画像データ合成処理に相違点がある以外、第１及び第２の実施の形態と同様であるため、第４の実施の形態に係る画像データ合成処理について説明し、他の構成についての説明は省略する。
【００９８】
第４の実施の形態に係る画像データ合成処理について図２４を参照しながら説明する。ここでは、第２の実施の形態に係る画像データ合成処理と相違するステップＳ４０５ｂ及びステップＳ４０９ｂについて説明し、他のステップにおける処理については、第２の実施の形態に係る画像データ合成処理と同様であるため、説明を省略する。
【００９９】
制御部１８は、ステップＳ４０５ｂにおいて、上下画素データのうちの下側の画素データを補間データとしてメモリ部１５の作業領域に書き込む（ステップＳ４０５ｂ）。すなわち、図１８を参照して例示すると、注目画素が３番目のターゲットの画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける２番目と４番目のターゲットの画素の各画素データ（上下画素データ）のうちの、４番目のターゲットの画素の画素データがそのまま３番目のターゲットの画素の画素データとして適用される。
【０１００】
また、制御部１８は、ステップＳ４０９ｂにおいても同様に、上下画素データのうちの下側の画素データを補間データとしてメモリ部１５の作業領域に書き込む（ステップＳ４０９ｂ）。すなわち、図１８を参照して例示すると、注目画素が５番目のターゲットの画素については、２フレーム目のフレーム画像データにおける４番目と６番目のターゲットの画素の各画素データ（上下画素データ）のうちの、６番目のターゲットの画素の画素データがそのまま５番目のターゲットの画素の画素データとして適用される。よって、第４の実施の形態では、５番目のターゲットの画素は白となる。一方、１１番目のターゲットの画素については、同様の処理を行った結果、黒となる。
なお、ステップＳ４０９ｂに代えて、図１７に示される画像データ合成処理のステップＳ４０９を実行するようにしてもよい。
【０１０１】
以上のような処理を行うことにより、図２５に示されるような合成画像データが生成される。
このように、第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０２】
以上説明したように、本発明の第１〜第４の実施の形態によれば、超音波探触子２は、駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力するｎ個の振動子２ａを並列配置して備える。そして、送信部１２は、ｎ個のうちの選択された振動子２ａに駆動信号を供給する。そして、受信部１３は、選択された振動子２ａから出力される受信信号を受信する。そして、制御部１８は、送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、駆動信号を供給する振動子２ａを順次選択する。そして、画像生成部１４は、受信部１３によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の被検体内の画像データを生成する。そして、制御部１８は、連続して配置されるｍ個の振動子２ａの選択と、連続して配置されるｍ＋１個の振動子２ａの選択と、をフレーム毎に切り替えて実行する。そして、制御部１８は、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する２つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成する。その結果、振動子の間隔に依存されるターゲットの間隔を小さくできるので、分解能を向上させることができるとともに、送受信を行う振動子の駆動数をフレーム毎に奇数・偶数と変更しながら走査が行われるので、フレームレートの低下を抑制することができる。
【０１０３】
また、本発明の第１〜第４の実施の形態によれば、メモリ部１５は、少なくとも、連続する２つのフレームのうちの最新のフレームから、当該最新のフレームよりも２フレーム前までの画像データを記憶する。そして、制御部１８は、最新のフレームの画像データと最新のフレームよりも２フレーム前の画像データとの画素の変化部分に対応する、合成画像データにおける画素の画素データについて、該画素に隣接する画素に対応する、最新フレームの１フレーム前の画像データにおける画素データに基づいて生成する。その結果、櫛型のノイズの発生を抑制することが可能となるので、アーチファクトを低減させることができる。
【０１０４】
また、本発明の第１及び第２の実施の形態によれば、制御部１８は、合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向両側に隣接する画素にそれぞれ対応する、最新フレームの１フレーム前の画像データにおける画素データから補間して得たものとする。その結果、櫛型のノイズの発生を抑制するとともに、測定対象物により近い画像データを得ることができるので、アーチファクトの低減とともに、画質の向上が図れる。
【０１０５】
また、本発明の第１〜第４の実施の形態によれば、制御部１８は、合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向の何れかに隣接する画素に対応する、最新フレームの１フレーム前の画像データにおける画素データと同一にする。その結果、櫛型のノイズの発生を抑制することが可能となるので、アーチファクトを低減させることができる。また、画素データを得るために特別な計算等が必要なく、処理が簡素化され、あるいは、簡素な回路構成にて実現することができ、コストの削減が図れる。また、画像をより明確に区別して表すことができるので、画質の向上も図れる。
【０１０６】
また、本発明の第１の実施の形態によれば、制御部１８は、最新のフレームの画像データと最新のフレームよりも２フレーム前の画像データとの画素の変化のない部分に対応する、合成画像データにおける画素の画素データを、該画素に対応する最新のフレームの画像データにおける画素の画素データとする。その結果、画素データを得るために特別な計算等が必要なく、処理が簡素化され、あるいは、簡素な回路構成にて実現することができ、コストの削減が図れる。
【０１０７】
また、本発明の第２〜第４の実施の形態によれば、制御部１８は、最新のフレームの１フレーム前の画像データにおける、方位方向に隣接する２つの画素を判定対象画素として所定の相関条件を満たすか否かを判定する。そして、制御部１８は、判定の結果、相関条件を満たすときは、合成画像データにおける、判定対象画素に対応する２つの画素間に配置される画素の画素データについて、該判定対象画素に関連する画素データに基づいて生成したものとする。その結果、相関を判定することによって画素データの生成態様を決定するので、処理の簡素化が図れ、あるいは、簡素な回路構成にて実現することが可能となり、コストの削減が図れる。
【０１０８】
また、本発明の第２〜第４の実施の形態によれば、制御部１８は、相関条件として、判定対象画素の輝度差が所定の閾値以下であるか否かを判定するので、相関条件の判定を容易に行うことができる。
【０１０９】
なお、本発明の実施の形態における記述は、本発明に係る超音波診断装置の一例であり、これに限定されるものではない。超音波診断装置を構成する各機能部の細部構成及び細部動作に関しても適宜変更可能である。
【０１１０】
また、本実施の形態では、奇数スキャン部１３ｂと、偶数スキャン部１３ｃとを１つの受信部１３内に形成するようにしたが、受信部を複数備え、奇数スキャン部１３ｂと、偶数スキャン部１３ｃとをそれぞれ別の受信部に備えられるように構成してもよい。
【０１１１】
また、本実施の形態では、奇数スキャンＢモード画像生成部１４ａと、偶数スキャンＢモード画像生成部１４ｂとを１つの画像生成部１４内に形成するようにしたが、画像生成部を複数備え、奇数スキャンＢモード画像生成部１４ａと、偶数スキャンＢモード画像生成部１４ｂとをそれぞれ別の画像生成部に備えられるように構成してもよい。
【０１１２】
また、本実施の形態では、奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａと、偶数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ｂとを１つのメモリ部１５内に形成するようにしたが、メモリ部を複数備え、奇数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ａと、偶数スキャンＢモード画像データメモリ部１５ｂとをそれぞれ別のメモリ部に備えられるように構成してもよい。
【０１１３】
また、第１の実施の形態では、注目画素に動きがある場合には、その上下方向に隣接する画素に対応する画素の画素データの平均を求めて補間データを生成したが、第３又は第４の実施の形態のように、上データ又は下データを補間データとするようにしてもよい。また、これらを併用するようにしてもよい。
【０１１４】
また、本実施の形態では、画素毎に輝度差分の判定を行って動き検出しているが、例えば、ｘ×ｙ個（ｘ、ｙは何れも１以上の整数）からなる複数の画素をブロック単位とし、ブロック毎に輝度の平均を求め、この平均値を比較して輝度差分を判定し、動き検出を行うようにしてもよい。このようにすれば、演算処理量の軽減が図れ、また、ノイズが重畳された場合、これを吸収することができるので、ノイズが発生した場合でもその影響を低減させることができるようになる。
【０１１５】
また、第２〜第４の実施の形態では、上下画素データの輝度差分から画素毎の相関を判定するようにしたが、例えば、ｘ×ｙ個（ｘ、ｙは何れも１以上の整数）からなる複数の画素をブロック単位とし、ブロック毎に輝度の平均を求め、上下のブロック間でこの平均値を比較して輝度差分を判定し、上下のブロック間の相関の判定を行うようにしてもよい。そして、相関の判定の結果から、これらのブロックの間に配置されるターゲットの画素又はブロック単位化された複数の画素について、上下のブロックの各平均値に基づいて補間画素データを得るようにしてもよい。このようにすれば、演算処理量の軽減が図れ、また、ノイズが重畳された場合、これを吸収することができるので、ノイズが発生した場合でもその影響を低減させることができるようになる。
【０１１６】
また、本実施の形態では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリ等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も適用される。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
超音波画像によって診断を行う分野（特に医療分野）において利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｓ  超音波診断装置
１  超音波診断装置本体
２  超音波探触子
２ａ  振動子
１２  送信部
１３  受信部
１４  画像生成部
１５  メモリ部
１７  表示部
１８  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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